§2指南针的发明(1/3)

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。前身是司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针(俗称吸铁石)。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

中国是世界上公认发明指南针的国家。指南针的发明是中国汉族劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石吸引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究,终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的,这说明中国汉族劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。据古书记载,远在春秋战国时期,由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期,生产力有了很大的发展,特别是农业生产更是兴盛发达,因而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中,人们从铁矿石中认识了磁石。

公元前600多年管仲的著作《管中》中就记载着:“上有磁石者。下有铜金”。意思说,如果山上有磁石时,山里就藏有铁矿。中国古地理名著《山海经》中,也曾记载“题灌山中多磁石”。《山海经》上说,“磁石吸铁,如慈母招之”。古人因此把磁石比喻为“慈母”,后人则叫它为“吸铁石”或“磁铁”。

公元前221年,秦始皇统一六国后,因嫌“先王之宫廷小”,就在咸阳修造阿房宫。宫中有一座门,

是用磁石做的。磁石有吸铁的特性,如果有人穿着盔甲或身上暗藏兵器入室,就会被磁石门吸住。这样,秦始皇住在里面,就不怕有人去暗杀他了。传说汉武帝时候,还有人用磁石做成棋子献给汉武帝。这种棋子一放到棋盘上,不用动它,就会相互吸引,如同仇人相见立即打斗一样,因此人称“斗棋”。

众所周知,我们生活的地球,是一块天然的“大磁铁”,它的两头有磁极,一头在地球的北极,一头在地球的南极,北极是负极,南极是正极。根据物理学上的“异性相吸,同性相斥”的原理,如果我们用一根磁铁做成棒或针,把它悬空起来可以向四周随意活动,它的正极总是指向有负极的北方,而负极总是指向有正极的南方。这种性能就叫指极性。司南正是根据这种指极性创造出来的。

考古发现,司南像一把汤勺,一头有一根长柄,略略翘起;另一头则是光滑的圆底,这是用整块的磁铁琢磨而成的。与此同时,还要做一个光滑的底盘,底盘是用钢做的(也有用木头做的,但一定要涂上漆以使它光滑),盘的四周刻着分别方向的二十四位和符号。司南就放在底盘中间,轻轻地转动一下勺柄,静止时柄的方向必然指向南方。据说,那时有人到山中去采玉,怕迷失路途,就随身带有司南,以辨方向。司南是中国也是世界上最早的“指南针”。

在远古时代,有一种指南车,也能够用来指示方向。那时,我国南方的九黎部落与中部地区的黄帝部落为争夺地盘打起来了。打仗时,九黎部落领袖蚩尤作弥天大雾,黄帝部落

首领黄帝便造出一种车子来辨别方向,这车子就叫“指南车”。

后来,人们学会制作人工磁铁,比天然磁铁有更稳定的磁性。这样,指南仪器便有了一个大的改进。北宋的曾公亮和丁度编著的一部《武经总要》中说:行军时让老马在前面带路,或者用指南车、指南鱼辨明方向。这里说的“指南鱼”,就是用人工磁铁的铁片剪成的,形状像一条鱼,浮在水面,静止时,鱼头总是指向南方。另外,指南鱼也有用木头做的。先用木头刻成鱼状,肚子挖空,装上磁铁,用蜡把肚口封好,再用一根针插进鱼口,针头露在外面,放在水中,不管怎样拨动,针也总是指向南方的。

指南针在指南鱼的启示下,人们经过反复研究、实践、改进,又用人工磁铁做成薄薄的针,这种针就是我们常说的指南针。

有了指南针,人们就不怕迷失方向了,尤其是给航海带来极大的便利。

1119年,北宋朱彧写的《萍洲可谈》一书中记载:当时海船上的水手在船只出航期间,白天看太阳,夜晚看星星,遇到阴雨天就使用指南针。

中国使用指南针导航不久,就被阿拉伯海船采取,并经阿拉伯人把这一伟大发明传到欧洲。1123年,北宋的徐竞出使朝鲜,也讲到在船上使用指南针的事。

指南针及磁偏角理论在远洋航行中发挥了巨大的作用,使人们获得了全天候航行的能力,人类第一次得到了在茫茫大海中航行的自由。从此开辟了许多新的航线,缩短了航程,加速了航运的发展,促进了各国人民之间的文化交流与贸易往来。

(本章完)